측정의 기초 — 직접·비교·간접 측정·측정 오차·정확도와 정밀도·최소 측정값 | 기계공작법 9.1
기계공작법Chapter 09 정밀 측정 › Section 01
9.1 측정의 기초
8장까지가 만드는 법이라면 9장은 만든 것을 재는 법. 측정은 가공된 부품이 도면의 치수·형상·위치·표면 거칠기를 만족하는지 일정한 기준량과 비교하는 작업.
영상 목차 · 원하는 부분부터 보기
01측정의 뜻과 목적교재 190p
- 8장까지는 만드는 법, 9장은 만든 것을 재는 법. 측정(measurement)은 가공된 부품이 도면에서 요구하는 치수·형상·위치·표면 거칠기를 만족하는지 확인하기 위해 일정한 기준량과 비교하는 작업.
- 목적은 두 가지. 불량품을 걸러 내어 제품의 품질을 고르게 유지하는 것, 그리고 서로 다른 공장에서 만든 부품이 조립될 때 그대로 맞아떨어지는 호환성(interchangeability)을 확보하는 것.
- 측정은 가공이 끝난 뒤에만 하는 일이 아님. 가공 도중에는 치수를 확인해 공구의 마모나 열변형을 보정하고, 가공이 끝난 뒤에는 합격 여부를 판정. 측정기를 다루는 능력은 공작 기계를 다루는 능력과 같은 무게.
02측정 방법의 분류교재 190p
- 치수를 얻어 내는 방식에 따라 직접 측정·비교 측정·간접 측정으로 구분. 임용 문항은 대표 측정기와 방식을 짝지어 묻는 형태로 자주 출제되므로 이름과 방식을 함께 정리.
- 직접 측정은 측정 범위가 넓고 치수를 바로 알 수 있으나 숙련도와 보는 각도에 따른 오차가 생기기 쉬움. 비교 측정은 차이를 크게 확대해 보므로 정밀도가 높고 대량 검사에 빠르지만 측정 범위가 좁음.
| 구분 | 방법 | 대표 측정기 |
|---|---|---|
| 직접 측정 | 눈금을 공작물에 직접 대어 치수를 읽음 | 강철자, 버니어캘리퍼스, 마이크로미터 |
| 비교 측정 | 표준기로 0점을 맞춘 뒤 표준 치수와의 차이만 읽음 | 다이얼 게이지, 공기 마이크로미터 |
| 간접 측정 | 다른 부분의 길이를 재어 기하학·삼각함수로 계산 | 사인 바, 삼침법 |
03길이의 단위와 표준 온도교재 191p
- 길이의 SI 기본 단위는 미터(m). 기계 가공 현장에서는 밀리미터(mm), 정밀 측정에서는 마이크로미터(µm)를 사용하며 1 µm는 0.001 mm.
- 길이는 온도에 따라 늘고 줄므로 KS는 측정의 표준 온도를 20 ℃로 규정. 정밀 측정실의 온도를 20 ℃로 유지하고, 측정 전에 공작물과 측정기를 같은 온도로 두는 이유.
04원인에 따른 측정 오차교재 191p
- 오차(error)는 측정값과 참값의 차이로, 오차 = 측정값 − 참값.
1계기 오차
측정기 자체의 눈금 오차·마멸·0점 어긋남에서 발생. 정기 교정으로 감소.
2환경 오차
온도·습도·진동에서 발생. 표준 온도 20 ℃ 유지로 감소.
3개인 오차
측정자의 버릇에서 발생하며 시차(parallax)가 대표적. 눈금면과 눈을 수직으로 두어 감소.
4우연 오차
원인을 짚어 낼 수 없는 오차. 여러 번 측정해 평균을 내어 감소.
05계통 오차와 아베의 원리교재 191p
- 계기·환경·개인 오차는 원인을 짚어 낼 수 있어 계통 오차로 묶기도 함. 0점이 어긋난 측정기로 여러 번 재면 모두 같은 쪽으로 어긋나므로 평균을 내도 줄지 않음.
- 측정기의 구조에서 오는 오차도 존재. 아베의 원리(Abbe’s principle)는 표준자와 재려는 길이를 같은 직선 위에 놓아야 오차가 작다는 원리로, 같은 자리를 재도 측정기의 짜임에 따라 값이 달라지는 까닭. 버니어캘리퍼스와 마이크로미터의 차이는 마이크로미터 편에서 확인.
오차 갈래는 문항이 제시한 기준으로
- 갈래를 세우는 방식은 자료마다 조금씩 다름. 환경 오차를 따로 세우지 않고 온도·진동의 영향을 우연 오차에 넣어 세 갈래로 적는 책도 있으므로, 시험에서는 문항이 제시한 갈래를 따름.
06정확도·정밀도와 최소 측정값교재 191p
- 정확도(accuracy)는 측정값이 참값에 얼마나 가까운가, 정밀도(precision)는 되풀이 측정한 값이 얼마나 모여 있는가. 참값에서 치우쳐도 값이 잘 모이면 정밀도는 높고 정확도는 낮음.
- 값이 흩어져 있어도 평균이 참값에 가까우면 정확도는 높고 정밀도는 낮음. 과녁에 비유하면 한쪽 구석에 몰린 화살과 중심 둘레에 흩어진 화살의 차이.
- 최소 측정값은 측정기가 읽어 낼 수 있는 가장 작은 값. 버니어캘리퍼스는 어미자 최소 눈금이 1 mm이지만 아들자를 쓰면 0.05 mm까지 읽음.
최소 눈금과 최소 측정값의 구분
- 최소 측정값은 눈금판에 그어진 최소 눈금과 같지 않음. 또 현장과 기출에서는 최소 측정값을 흔히 정밀도라 부르므로, 값이 모이는 정도의 정밀도와 구별하여 교재는 최소 측정값(정밀도)으로 함께 표기.
- 측정의 기초는 여기까지 — 첫 측정기는 다음 편 버니어캘리퍼스.
이 절의 핵심 정리
- 측정은 가공된 부품을 일정한 기준량과 비교하는 작업이며 품질 유지와 호환성 확보가 목적이다.
- 측정 방법은 직접 측정·비교 측정·간접 측정으로 나뉘고 대표 측정기와 짝지어 정리한다.
- 측정 오차는 계기·환경·개인·우연의 네 갈래이며 앞의 셋을 계통 오차로 묶기도 한다.
- 정확도는 참값에 가까운 정도이고 정밀도는 값이 모여 있는 정도이다.
- 최소 측정값은 측정기가 읽어 낼 수 있는 가장 작은 값으로 최소 눈금과 같지 않다.
강의 자료9.1 측정의 기초
1 / 11
1. 7.4-2 나사 가공용 공구와 보링 머신 (표지)
번호를 누르면 해당 장으로 바로 이동합니다 · 방향키 ← → 로도 넘길 수 있습니다
댓글
댓글 쓰기